钾钨青铜

钾钨青铜(KxWO3)的晶体结构有六方(0.18≤x≤0.33)和四方(0.40≤x≤0.59)两种。其具有超导电性且表现出电荷密度波的现象。KxWO3的颜色随x发生变化,当x增加时,逐渐由深蓝色(x=0.20)转变为紫色(x=0.60)。

以下分别为x=0.26,0.33, 0.50, 0.58)的KxWO3的SEM镜像图:

KxWO3 SEM

钾钨青铜K0.27WO3制备方法:

1.将K2WO4( K2WO4·2H2O于200 ℃脱水2 h后得到) 和WO3粉末按摩尔比1∶7 称量总量2 g 并混合均匀。
2.按球料质量比20∶1 配置不锈钢磨球(Ø6 mm),和混合料一起放入不锈钢球磨罐中,加盖密封,抽出罐内空气,充入Ar气,反复几次。在行星式球磨机上球磨10h(自转速度450 r /min)。
3.将球磨后粉料在20MPa下压片后切割成小片装入石英管中,抽真空后封管。
4.将装料石英管放入高温炉中分别加热至800 ℃、750 ℃保温10 h 后,随炉冷却至室温。

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铵钨青铜

铵钨青铜( A T B )一种具有六方或四方结构、含有一定量氨的蓝色氧化物,它具有比WO2.9更高的活性,尤其铵离子在溶液中与掺杂元素钾可发生交换作用,在还原过程中能促使形成带钾的青铜相结构,有利于钾进入钨中并处于高度弥散。

Ammonium Tungsten Bronze

制备方法:

1.将0.01~1g有机钨源溶解于20~40ml有机酸溶液中,通过搅拌得到均匀溶液;
2.然后加入4~30ml有机胺,混合至均匀,移至反应釜中,150~350℃晶化反应0.5~48小时;3.反应后将粉体样品离心,洗涤,于40~250℃真空干燥1~12小时,即获得还原态铵钨青铜纳米粒子。

此法可制备出六角相铵钨青铜纳米晶体,尺寸在80~500nm之间可以进行调控,形态均匀,粒径分布窄,化学价态为W6+和W5+混合存在,富含自由电子。此外,铵钨青铜具有较强的近红外线吸收能力,含有纳米粒子的薄膜可以有效的屏蔽掉780~2500nm的近红外线并且保持对可见光的较高透过率。

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钽钨青铜

氧化钨是一个被广泛研究的过渡金属氧化物,因为它具有独特的性质可望在电变色器件、传感器、分离材料等方面得到应用,被人们广泛关注。近年来,一维过渡金属氧化物纳米材料具有特殊的光学、磁学和电子学特性,越来越受到人们的关注,而将过渡金属离子引入材料骨架结构中,改变材料的微观结构或表面属性,使其性能更优是目前对材料进行改性研究的热点。钨青铜氧化钨中的W 离子易变价态,当将过渡金属引入晶体结构中,W的价态发生变化,在W6+,W5+和W4+的相互转换过程中,会出现晶格内形成不稳定的氧空位,材料表面产生缺陷等现象,将导致氧化钨表现出特异的物理化学性质,必将有重要的用途。钽属于过渡金属本身可作为电极材料,且Ta5+离子的半径较小,活性较大,可以判定钽掺杂对钨青铜的电化学性能有较大的影响。

Tantalum Tungsten Bronze

制备方法
1.称取2g Na2WO4.2H2O于内衬为聚四氟乙烯的反应釜中,加入二次蒸馏水,磁力搅拌使其溶解;
2.再加入一定量3 mol/L盐酸溶液,控制整个反应体系pH小于1.5,向上述溶液中加入0.05 mol/L TaCl5溶液和0.5 mol/L NH4(SO4)2,搅拌2 h后密闭反应釜;
3.在170 ℃下水热处理48 h,将反应产物分别用蒸馏水洗涤至中性,再置于-40℃冷冻干燥机中冷冻干燥。

通过水热法将过渡金属钽引入六方相氧化钨结构中,获得纳米线状的TaxWO3,样品均匀性好、纯度高。当TaxWO3材料中Ta/W 摩尔比为0.04时达到钽掺杂氧化钨的固溶限值。以低价态、大半径的钽离子掺杂进入氧化钨的结构,对其晶胞参数产生影响,晶格发生畸变,材料表面氧空位比例增大,电子跃迁的能隙降低,材料的光催化性能明显提高。且TaxWO3在酸性条件对H+的还原能力比较稳定,可望在燃料电池领域有潜在的应用。

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钨合金核岛设备辐射屏蔽件

钨合金核岛设备辐射屏蔽件钨合金核岛设备辐射屏蔽件在核电站应用广泛,主要用于屏蔽核岛设备所产生的辐射。核电站又称为核能发电厂,是指利用铀、钚等核燃料发生核聚变或核裂变反应时,所释放的能量产生电能的发电厂。核电站大体可分为核岛和常规岛两部分。其中核岛由核蒸汽供应系统、安全壳喷淋系统和辅助系统(包括设备冷水系统、反应堆腔室和废燃料冷却系统、辅助给水系统、通风和空调系统、空气压缩系统和放射性废物处理系统)组成,是核电站安全壳内核反应堆及相关各个系统的统称。核岛的主要功能是利用核裂变的能量产生蒸汽。

当铀、钚等核燃料发生核裂变时,其原子核会分裂成两个或多个质量较小的原子,并释放出巨大的能量。最常见的铀裂变是通过热中子轰击铀235原子后放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀235原子,从而形成链式反应。由于核裂变的过程中会产生核辐射(如中子、伽马射线等),而核辐射对人体有害,可以损害机体中的正常机制,从而引发细胞癌变。核辐射还能破坏人体组织里分子和原子之间的化学键,严重影响人体重要的生化结构与功能。当其进入人体时,还会导致疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等症状,增加癌症、畸变、遗传性病变发生率。因此,应使用钨合金核岛设备辐射屏蔽件屏蔽和吸收核岛设备产生的核辐射,避免核辐射泄露造成重大影响。

核岛设备是核电站的主要组成部分之一,因此,钨合金核岛设备辐射屏蔽件广泛应用于核电站。钨合金核岛设备辐射屏蔽件具备较高的密度和优良的辐射屏蔽能力,可以有效屏蔽和吸收辐射,降低辐射危害。且与传统的屏蔽材料(如铅)相比,钨合金核岛设备辐射屏蔽件无毒无害,不会释放对人体健康有害的物质,也不会污染环境,是环保友好的屏蔽件材料。

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如何检测钨坩埚内部缺陷?

钨坩埚

由于钨坩埚的制备工艺的成熟程度不同,制备出的钨坩埚成品有时候会存在一些潜在问题却难以发现。钨坩埚主要是直接用钨粉模压成型,需要很大的压力,在压制过程中,钨坩埚内部应力增大会使产品出现裂纹。因此,在制备钨坩埚后应该对钨坩埚内部进行仔细的检查,下文将简要介绍检测钨坩埚内部缺陷的方法。

检测钨坩埚内部缺陷主要利用相控阵超声检测设备,将钨坩埚分为三部分并且选择最佳的相控阵配置进行超声检测。此方法的耗时较短,只要10分钟,且操作不繁琐,具有较高的效果,能适用于大规模生产钨坩埚的需要。

由于钨坩埚壁比较薄且面积较大,因此对钨坩埚壁的检测采用双晶探头对其进行相控阵超声检测。钨坩埚底的结构比较简单,表面平整,可以用相控阵超声检测纵波的高频直探头进行检测。钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处结构复杂,变形面比较大,采用高灵敏度的灵敏试块对其进行检测,能检测最小0.2mm当量孔。

因为钨坩埚生产工艺的特殊性,导致钨坩埚的成品质量不稳定,内部容易出现裂纹,孔洞等缺陷。如果没有及时发现钨坩埚的内部缺陷,会导致钨坩埚在使用过程中进一步发生更严重的裂纹,从而引起钨坩埚炸裂,造成严重事故。因此,对钨坩埚产品内部缺陷的检测是必不可少的,用该方法检测钨坩埚内部缺陷可以确保产品质量,而且该方法的检测结果较为直观,成本较低,适合大规模生产钨坩埚的工业。

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三氧化钨用于含分子筛的加氢脱硫催化剂

HDS 加氢脱硫催化剂随着柴油需求量的日益增加,多产柴油已经成为催化裂化过程的一个发展方向。催化裂化柴油会带来燃烧尾气中有毒气体(如SOx)增多等严重环境污染,因此,可以采用加氢脱硫催化剂来降低其有毒气体的排放。在加氢脱硫催化剂中引入分子筛,对催化剂的性能提升有帮助。
 
分子筛是指具有均匀的微孔,其孔径与一般分子大小相当的一类物质,可以应用于高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等。含分子筛的加氢脱硫催化剂不仅具有较高的脱氮活性,而且,具有更高的芳烃饱和及选择性环烷烃开环活性。
 
该种催化剂中各物质组分如下:
1.三氧化钨、氧化镍、氧化钼为主要活性组分,其来源是以钨、钼、镍的盐为前驱体,于550°C焙烧4小时得到;其中,氧化镍占催化剂总质量的1%~10%,氧化钨与氧化镍之和约占10~50%,其余的为载体。
2.载体为氧化铝、氧化硅的其中一种或者两者混合与分子筛的混合物。
 
另外,在含分子筛的加氢脱硫催化剂在使用之前,通常会在氢气存在的情况下,于140-370°C的温度下用硫、硫化氢或含硫原料进行预硫化;值得一提的是,预硫化过程可以在反应器外进行也可在器内原位硫化,将其转化为硫化物型。该种含三氧化钨的分子筛的加氢脱硫催化剂可以用于对烃类原料进行加氢处理,特别适用于柴油加氢改质,尤其是劣质柴油的加氢改质过程。
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石英连熔炉用钨坩埚

石英玻璃是一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃,其微观结构是一种由二氧化硅四面结构体结构单元组成的单纯网络,具有紧密的结构,其中透明石英玻璃的光学性能非常优异,在紫外到红外辐射的连续波长范围都有优良的透射比。通过连熔炉制备的石英玻璃可广泛应用与半导体生产的各项工序中。

钨坩埚具有熔点高,沸点高,高温强度好的优良特性,因此广泛应用于石英玻璃连熔炉中。目前主要的工艺装备是将钼电极和64根钼棒装置在连熔炉内的加热装置,这些钼电极和钼棒均匀的散布在钨坩埚的周围。当电极导电加热时,作为导电发热体的64根钼棒会使钨坩埚不断升温。但是,该工艺设备有一个比较严重的缺陷。当这64根钼棒作为导电发热体时,钼棒之间存在的8-12mm的距离问题会造成钨坩埚的升温不均,从而延长了钨坩埚的升温时间,这样会大大降低连熔炉的生产效率。可以将连熔炉中的钨坩埚的顶部设置加料管和钨芯杆保护气的入口,在钨坩埚底部放置成型器料台,料台中间应该设有成型口,并且将加热装置放在钨坩埚的外部。用钼网代替钼棒均匀的覆盖钨坩埚的表面。钼网的均匀覆盖可以使钨坩埚受热均匀,以此有效解决成型石英管的气泡和气线内在的质量问题。

钨坩埚除了广泛应用于石英连熔炉,还对粉末冶金技术,电子喷涂,晶体生长具有重要作用。

钨坩埚

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三氧化钨用于高氮劣质汽柴油加氢脱硫催化剂

石油工业加氢脱硫催化剂加氢脱硫在加氢精制技术中备受重视,然而,由于高氮重油的加工已成大势所趋,并且氮化物的存在抑制催化剂深度加氢脱硫性能。由于我国高氮海洋原油的加工已在我国炼油工业中占有相当的比例,因此开发高氮劣质馏分油深度加氢脱硫催化剂变得十分的必要。
 
在石油炼制领域中,催化剂的活性组分通常为Ni、Co、Mo、W等活性金属,三氧化钨可以作为脱硫催化剂的活性组分,起到防硫中毒等作用。文章介绍一种高氮劣质汽柴油加氢脱硫催化剂的制备方法,以Al2O3-SiO2-TiO2三元氧化物为复合载体,以镍、钼和钨的氧化物为活性组分,添加助剂磷。
 
制备方法如下:
1.制备载体:先将大孔拟薄水铝石、偏钛酸和硅溶胶混合均匀,再加入胶溶剂、助挤剂和扩孔剂;而后挤出成条状,经养生,在80〜200°C下干燥2〜15h、550〜650 °C下焙烧1〜8h,获得Al2O3-SiO2-TiO2三元氧化物复合载体;
2.配制共浸液:在室温下,将活性金属盐(仲钨酸铵、仲钼酸铵等)、络合剂及助剂加入溶剂——去离子水或氨水的去离子水溶液中,均匀搅拌至溶解,得到稳定的浸渍液,定容;
3.制备催化剂:将共浸液稀释一倍后分为等体积的两份,分两步浸渍促使各活性组分在载体上均匀分散。其具体操作为:将复合载体条置于浸渍槽中,加入其中一份共浸液浸渍,于烘箱中干燥,于马弗炉中焙烧,而后冷却至室温;再加入另一份共浸液,重复以上步骤,得到所需催化剂。
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什么是钨合金铆钉顶棒?

众所周知钨合金有着很高的密度和良好的机加工性能,它早在20世纪30年代就已经被成功地研制出来并应用于核辐射屏蔽,即核研究领域。除了早期就被制作成核屏蔽件应用于核领域,它还在诸多领域大有作为,如高能物理研究领域,工业领域等。钨合金的超强辐射屏蔽效能是人们所知悉的,它在核辐射屏蔽和配重方面的贡献也无法否认。通常情况下钨合金可以被制作成各种各样形状、规格的配重件、屏蔽件、钨飞镖、钨镀金产品等以适应不同的需求。当然,还有各种形状、规格的钨合金铆钉顶棒。所以,什么是钨合金铆钉顶棒呢?
 
钨合金铆钉顶棒,也可被称之为高比重钨合金铆钉顶棒或者简称为钨铆钉顶棒,它是一种以钨合金为原料制造而成的连接工具。正如它名字一样,是铆钉的顶棒,也就是说,是铆钉专用的工具。它通常是作为铆钉与其他物体铆接时的底座,目的在于减少铆钉锤击过程中产生的的后坐力,说白了就是避免铆接时产生的巨大锤击力损坏物体,或者导致铆接不紧密。每个钨合金铆钉顶棒的表面和尖锐的边角都需要抛光和磨圆,因为抛光磨圆后的钨合金铆钉顶棒才能很好地防止划伤和损坏铆接物体的表面。由于铆钉在飞机制造业的大量使用,这也使得钨合金铆钉顶棒在飞机制造业上有着很大的需求量。
 
钨合金铆钉顶棒
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硬质合金镀铜工艺

从理论上说,在硬质合金刀具表面通过CVD和PVD的方法沉积一层金刚石薄膜,可以显著改善刀具的各项性能。而其中最常见的问题就是涂层与硬质合金基体间的结合能力以及热学性能的匹配。因此,研究人员发现在涂层薄膜与硬质合金基体间施加一层过渡层能够显著改善膜基性能。即在硬质合金刀具基体上电镀一层金属,这种将电沉积层作为过渡层的工艺是一种新的尝试,硬质合金镀铜工艺就是其中之一。铜对金刚石刀具具有良好的浸润性,在沉积CVD金刚石的过程中,镀铜层所受温度的影响相对较小,是一种较为理想的过渡层材料。

在硬质合金上电镀铜的基本流程是:工件制备→预处理→清洗→预镀→电镀→清洗。由于大部分的硬质合金产品是由WC、TiC等金属碳化物和粘结剂Co组成并采用粉末冶金的方法制备的,因此颗粒间存在一定的孔隙缺陷,而相应的预处理工艺对硬质合金的镀层就有着极为重要的影响。为了去除硬质合金表面的氧化层,通常会选择酸洗的方法,而这样一来就会使得表面少量的Co脱落,增加了表面的孔隙。而相应的失去Co粘结作用而外露的碳化物也就更容易脱落,从而使得镀层的结合性能显著降低。此外,在硬质合金内部通常会含有一定的油脂且不易清洗,在电沉积预处理和电沉积过程中容易渗入电镀液,从而造成镀层泛点,由内向外腐蚀,最终使得镀层脱落。相比于在其他材料上镀铜,硬质合金预处理工艺中对于除油的要求更高。常用的方法有电解除油、高温除油以及有机溶剂除油等,对于硬质合金来说通常采用高温除油的方法。除油后还需进行抛光处理,去除表面的氧化层再用离子水超声波清洗。

预镀时采用氰化镀铜,而电镀铜时通常采用硫酸盐作为电镀液,温度控制在20℃左右,空气搅拌,阳极为紫铜(纯铜),电镀时间约为5-10min。电镀后从外观、显微硬度、结合强度等几个方面对镀层的性能进行综合评定。从外观上镀铜层表面较为平整,呈紫红色,表面粗糙度小于0.3μm。对比未进行预处理和预处理中未进行高温除油的镀层,其镀层更为平滑、致密度更好且无起皮、开裂与脱落的现象。而硬质合金镀铜层的显微硬度可达到216-219HV。结合强度的测验方法可分为两种,其一是加热法,即将镀件置入加热炉加热至300℃,保温1h,迅速取出并放入室温下的水中,观察镀层是否有起皮与脱落的现象;其二为划线法,用刃口为呈30°的硬质合金划刀再度层上划一边长为1mm并深达基体的方格,观察镀层的起皮与脱落现象。

此外,在硬质合金上电镀铜的沉积过程是一种机械堆积过程,因为铜和硬质合金中的WC和Co间基本不存在互相渗透和溶解,是一种机械结合方式。镀层经过氢等离子处理后,Cu与硬质合金基体内的元素在结合面处相互溶解、扩散,从而形成界面扩散层。这一扩散层的存在会使得镀铜层与硬质合金基体的结合由机械结合向冶金结合转变,因而镀铜层和硬质合金基体的结合强度得到了显著的提升。

硬质合金可转位刀片

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